華南地區(qū)土地退化的原因及防治措施

華南地區(qū)土地退化的原因及防治措施

土地是資源的集合，具有不可替代的性質(zhì)和無限的數(shù)量限制。由于土地退化，全球環(huán)境問題影響了全球經(jīng)濟的發(fā)展，成為研究的重點。土地退化是指在各種自然和人為因素影響下,引發(fā)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力和環(huán)境調(diào)控潛力的可持續(xù)性下降,其主要標志是土地承載力下降,即土壤肥力下降、資源數(shù)量減少和環(huán)境質(zhì)量降低等。從退化性質(zhì)看,土地退化可分為3大類,即物理退化(水蝕、風蝕、土壤壓實、漬水、有機土下陷等)、化學退化(土壤養(yǎng)分衰退、鹽漬化、污染、酸化等)和生物退化(土壤質(zhì)量下降對土壤動物和微生物的破壞)。從退化程度看,土地退化可分為輕度、中度、強度和極度4類。1大西南半島地區(qū)的土地退化華南地區(qū)位于我國最南部,北與華中地區(qū)相接,南面包括遼闊的南海和南海諸島,與菲律賓、馬來西亞、印度尼西亞、文萊等國相望,西南界線是我國與越南、老撾、緬甸等國家的邊界。在行政區(qū)上,該區(qū)包括臺灣省、海南省全部,福建省東南部,廣東和廣西的中南部,云南省南部和西南部。由于其特殊的地理氣候條件和頻繁的人類活動,土地退化現(xiàn)象十分嚴重,且隨著人口增長和經(jīng)濟發(fā)展繼續(xù)惡化。華南地區(qū)土地退化類型主要包括水土流失、紅壤酸化、土壤養(yǎng)分貧瘠化和土壤污染等。1.1水土流失現(xiàn)狀及特點水土流失是華南地區(qū)最主要的土地退化形式。據(jù)統(tǒng)計,華南地區(qū)水土流失面積達52996.79hm2,占總土地面積的8.74%。其中,閩南區(qū)域(主要包括廈門市、漳州市及泉州市轄縣)水土流失面積為427491.90hm2,占土地總面積的16.98%。云南省水土流失面積達141333km2,占土地面積的36.88%,詳情見表1。由于獨特的自然條件(地形起伏大、雨量多而集中、風化作用強烈、人口密度高等),華南地區(qū)形成了其特有的水土流失特點。①斑點狀分布,隱蔽性強,潛在危險性大。華南地區(qū)水土流失多呈斑點狀分布,集中連片的很少,這種分布特點掩蓋了水土流失的真實現(xiàn)象,容易被人們忽視。此外,水土流失是一個漸變的過程,人們意識不到或者不易發(fā)覺它的危害性,具有隱蔽性。②水土流失形式以坡面侵蝕和溝谷侵蝕為主。該區(qū)紅土層是第四紀地層,厚度在100m上下,因長期切割已呈丘陵或破碎臺地地形。此類丘陵、臺地地形長期受雨水沖刷,易發(fā)生坡面侵蝕,形成“紅色沙漠”。當坡面流水集中成溝,沿溝產(chǎn)生沖蝕,使坡面上形成眾多溝谷,大量沙水由此流失,形成溝谷侵蝕。③崩崗侵蝕劇烈。崩崗是華南地區(qū)一種特殊的水土流失形式,也是水土流失發(fā)展到嚴重程度的重要標志,主要發(fā)生在海拔150～250m、相對高度50～150m的花崗巖風化紅壤丘陵山地上,廣東和福建分布較為集中。每遇暴雨,在集水盆內(nèi)坡面上,網(wǎng)紋層先被沖劇流失,使紅土層懸空,終至崩塌,成為崩崗。④林下水土流失嚴重。華南丘陵區(qū)森林覆蓋率雖高,但沒有形成喬、灌、草配套的水土保持植被條件,林下土壤環(huán)境惡劣、地表覆蓋度低。并且,華南地區(qū)普遍采用全墾整地法,砍除全部地面植被,放火燒山,使保持水土十分重要的草、灌植被遭受毀滅性破壞,雨季林下水土流失嚴重。⑤新增水土流失加劇。隨著區(qū)域經(jīng)濟的高速增長,開發(fā)建設與保護生態(tài)環(huán)境的矛盾日益凸顯。開發(fā)建設過程中,大面積擾動和破壞原有地貌和植被,擾動地表土壤狀況,減弱土壤抗蝕能力,造成新的人為水土流失。1.2漬害型土壤水分華南地區(qū)多屬于亞熱帶區(qū)域,水資源豐富、水網(wǎng)復雜、湖泊較多。由于地勢低洼,大氣降水及高處地表徑流匯集于此,時有鹽漬化與潛育化發(fā)生,形成質(zhì)地粘重、排水不良、耕性較差的漬害型土壤。這類漬害土壤呈環(huán)狀分布在湖泊周圍,原為湖泊、沼澤低地,20世紀60～70年代因圍湖造田而成為耕地。此類土壤嚴重潛育化,土爛泥深,土壤水分大部分時間處于飽和狀態(tài)。另外,在相鄰洪缺口的扇形區(qū)之間往往形成漬水洼地,洼地中心常低于周圍1～1.5m,因其潛水水位過高而形成漬害田。并且,受歷代洪水泛濫的影響,在一級階地中部和后部地區(qū)往往存在地勢相對低洼的部分,粘土隔層較薄,含水板頂埋深較淺,淺層承壓水水頭可達到地表附近而形成漬害田。1.3土壤酸緩沖能力較弱華南地區(qū)土壤以紅壤為主,由于紅壤的脫硅富鋁化過程本身就是一個較為緩慢的酸化過程,加之近年來受酸雨的影響,土壤酸化現(xiàn)象較為常見。華南地區(qū)土壤pH值在第二次土壤普查時大多在6.0～6.5,而目前土壤地力監(jiān)測結果顯示,土壤pH值下降了0.2～0.5個pH單位。同時,該地區(qū)酸性紅壤的黏土礦物以高嶺石為主,陽離子交換量低,對酸的緩沖能力較寒溫帶土壤小得多。此外,該地區(qū)氣溫較高,有機質(zhì)容易分解,對酸緩沖能力的貢獻比較小。這些因素使得該地區(qū)土壤酸緩沖能力較弱,易發(fā)生酸化。據(jù)研究,我國幾個重酸雨區(qū)都在紅壤地區(qū)。值得注意的是,土壤酸化會使土壤鋁離子增多,對作物產(chǎn)生毒害,土壤酸化同時會抑制土壤微生物的活動,并會對水體酸化產(chǎn)生影響。1.4高、中、低階段華南地區(qū)土壤養(yǎng)分貧瘠現(xiàn)象也較為普遍。據(jù)土壤普查資料,當前農(nóng)田中68%為中低產(chǎn)田,耕地普遍缺少有機質(zhì)和氮素。全部旱地和60%的水田缺磷,耕地中58%缺鉀,80%缺硼,64%缺鑰,49%缺鋅,18%缺鎂。華南地區(qū)的高、中、低肥力土壤的面積比例分別為25.9%、40.8%和33.3%,土壤肥力大多處于中下水平。究其原因,一方面由于該地區(qū)強烈的風化和淋溶作用,使大部分土壤呈酸性反應,陽離子交換量小,有機質(zhì)礦化速度快,土壤養(yǎng)分損耗多,土壤自然肥力低下。另一方面,長期不合理的土地利用和土壤侵蝕,加劇了土壤的養(yǎng)分貧瘠化及肥力衰減過程。水土流失的直接危害并不是大規(guī)模的土層喪失導致土地不能墾殖,而是廣泛地表現(xiàn)為植被破壞,表土流失,緊實貧瘠的心底土表露,導致土壤肥力的極度退化。1.5基巖基巖地層華南地區(qū)的花崗巖崩崗區(qū)和石灰?guī)r區(qū)多易發(fā)生石漠化。石漠化是多種因素共同作用的結果,華南地區(qū)屬亞熱帶氣候,日照長,熱量多;雨量大且集中,沖涮力強,易蝕的土壤往往被沖走,只剩下光禿的基巖。華南地區(qū)成土母質(zhì)多為砂頁巖、石灰?guī)r、花崗巖,這些巖層風化形成的土壤土質(zhì)疏松,退水即散,易蝕易沖,在高溫多雨作用下,容易產(chǎn)生沙粒化,在水力沖刷下,極易產(chǎn)生水土流失。同時,本區(qū)土壤剖面中通常缺乏C層(過渡層),在基質(zhì)碳酸鹽母巖和上層土壤之間,存在著軟硬明顯不同的界面,使巖土之間的粘著力與親和力大為降低,一遇降雨便產(chǎn)生水土流失和塊體滑坡。土地石漠化導致極其珍貴的土壤大量流失,土壤肥力下降、保墑能力差,可耕作資源逐年減少,糧食產(chǎn)量低而不穩(wěn)。1.6對土地和廢水的污染華南地區(qū)礦產(chǎn)資源豐富,但由于礦區(qū)落后的技術經(jīng)濟條件和不合理的開采方式,土壤受重金屬污染日趨嚴重,造成資源浪費和土壤生產(chǎn)力下降?！叭龔U”排放對工礦周圍廣大農(nóng)地土壤也造成相當嚴重的污染毒化。此外,化肥和農(nóng)藥也是土壤污染主要來源。華南地區(qū)土壤污染還出現(xiàn)了有毒化工和重金屬污染由工業(yè)向農(nóng)業(yè)轉移、由城區(qū)向農(nóng)村轉移、由地表向地下轉移、由上游向下游轉移、由水土污染向食品鏈轉移的趨勢。土壤污染的加劇導致土壤中的有益菌大量減少,土壤質(zhì)量下降,自凈能力減弱,影響農(nóng)作物的產(chǎn)量與品質(zhì),嚴重威脅人類健康和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,最終危害中華民族子孫的未來。2中國南方土地退化的原因2.1不同地形條件對土壤侵蝕的影響生態(tài)環(huán)境自身脆弱性是華南地區(qū)土地退化的內(nèi)在因素。華南地區(qū)土層淺薄,一般僅為10～100cm,土壤年侵蝕厚度為0.2～0.7cm,最大可達1.0～2.0cm,而年均成土速率僅0.01～0.0025cm,相對侵蝕強度遠遠超過黃土高原,一旦植被受到破壞,表土很快被侵蝕殆盡,成土母質(zhì)出露。華南地區(qū)成土母質(zhì)主要由第四紀紅色粘土、花崗巖、紅色砂頁巖和紫色泥巖的風化殼組成,與表土相比,成土母質(zhì)普遍貧瘠,保水性能差,抗蝕能力低。分析表明,強烈侵蝕土壤的有機質(zhì)含量較無明顯侵蝕的土壤小幾倍至十幾倍,成土母質(zhì)更低,往往僅為無明顯侵蝕土壤的十幾分之一,甚至幾十分之一。其他養(yǎng)分含量,如氮、磷、鉀也分別減少幾倍至十幾倍。地面坡度直接影響徑流量的大小和流速,因而影響土地侵蝕。華南地區(qū)多以丘陵山區(qū)為主,地表坡度較大,也在一定程度上加大了徑流量和流速,從而加速了土壤的侵蝕。當紅壤和紅土層被侵蝕以后,下部砂土層和碎石層侵蝕指數(shù)增大25～35倍,侵蝕量增加6～8倍,且易形成崩崗侵蝕。另外,第四紀紅土由于其水穩(wěn)性差,暴雨季節(jié)遇水極易軟化,在地表徑流的強烈沖刷下,面蝕和溝蝕十分強烈。華南地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱性的另一重要表現(xiàn)是嚴重的季節(jié)性干旱,俗稱伏旱。華南地區(qū)干旱天數(shù)平均40～60d,最長達70～120d。在這植物生長的主要季節(jié),當表層土壤水分達到凋萎點后,相當長的一段時期內(nèi),土壤水分不僅不能獲得及時補充,相反因高溫和強烈蒸發(fā)進一步枯竭,從而嚴重限制植物的生長。生態(tài)環(huán)境的脆弱性,在植被覆蓋較好的情況下一般顯現(xiàn)不出來。然而,一旦植被受到破壞,地面失去保護,在暴雨徑流的強烈沖刷下,即會引起表土迅速流失,成土母質(zhì)出露,從而導致地表土壤養(yǎng)分和水分狀況急劇惡化,植被難以再次進入。植被的減少,反過來又進一步促使侵蝕加劇。如此惡性循環(huán),最終導致嚴重的土地退化。2.2順坡地力土壤侵蝕量大,土地跨界產(chǎn)地面積的大量土地征收順坡不合理的人類活動,諸如坡地、林地和草地的開發(fā),化肥、農(nóng)藥和除草劑的大量使用等,是引起土地退化最重要的外在因素。華南丘陵坡地,降雨量大,雨季集中,再加上不合理的坡地利用方式,如陡坡開墾、順坡耕作、刀耕火種等,極易產(chǎn)生水土流失。研究表明,在福建茶園土壤上,當坡度為5°時,土壤侵蝕量為49.6t/(hm2·年),而當坡度為20°時,其侵蝕量高達170t/(hm2·年)。在同一坡度和同樣降雨量的條件下,順坡耕作比等高耕作,其土壤沖刷量大3～13倍。在海南,刀耕火種后的3年內(nèi),表土每年平均被蝕2cm,地表徑流為林地的26倍,土壤侵蝕量為林地的590倍?；洊|山區(qū)許多地方把>25°、甚至>35°的山坡地開墾為旱地,導致了不少溝蝕和崩崗。水土流失區(qū)每年大量土壤被剝離。這些泥沙被水流沖走后,坡面殘留下大片的粗砂礫石,形成許多溝壑縱橫的劣地,土壤肥力迅速下降,生態(tài)環(huán)境惡化。人口增長過快,密度過高,也是該地區(qū)人為引起土地退化的重要的原因。分析表明,人為引起的土地退化面積占總土地面積的比例與人口密度呈顯著正相關,相關系數(shù)分別為0.511(顯著性水平1%,發(fā)達國家)和0.442(顯著性水平5%,發(fā)展中國家)。由于人口壓力增大和土地資源不足,人們?yōu)榱藵M足暫時的食物需求而采用不可持續(xù)的耕作方法,如谷物單一種植、撂荒等,其結果就會導致土壤肥力下降,土地持續(xù)退化。此外,農(nóng)業(yè)資金投入不足、教育落后、農(nóng)民素質(zhì)不高和農(nóng)業(yè)耕作技術含金量低,導致農(nóng)民更傾向于對土地的掠奪式經(jīng)營,如濫墾濫耕、濫砍濫伐和過牧超載等。加之采用重水田輕旱地、作物結構單一和順坡種植等不合理的土地利用方式,進一步加劇了該區(qū)土地退化。3中國南方土地退化的防治措施3.1水土流失防治水土流失應以預防為主,防治為輔。通過改變不合理的土地利用方式,從源頭上預防侵蝕的發(fā)生。同時,采取相應防治措施,防止新的水土流失發(fā)生。防治措施必須根據(jù)區(qū)域具體情況設計,因地制宜,綜合治理。以工程措施蓄水攔沙,迅速控制土壤侵蝕,并為植物生長提供有利的條件。以植物措施恢復土地植被覆蓋,保護土壤,改善生態(tài)環(huán)境,鞏固工程措施的效果。做到工程措施與生物措施有機結合,相得益彰。3.2生物措施相結合鹽漬化與潛育化防治應把握工程建設與生態(tài)建設相結合原則,嚴抓暢流、增蓄、除漬、培肥和輪作5個基本環(huán)節(jié)。工程措施與生物措施相結合,能夠取得更為顯著的治漬效果。工程措施包括完善區(qū)域農(nóng)田水利系統(tǒng),優(yōu)化配置系統(tǒng)結構,對淤積嚴重的則需加大疏挖任務。生物措施包括水旱輪作、壟作及采用耐漬作物品種。水旱輪作可通過干濕交替,使土壤理化性狀發(fā)生一系列變化,土壤結構團?；?有效養(yǎng)分含量升高。壟作可改變田間水分的運動形式,保證土壤能長期穩(wěn)定的通氣、透水、導溫、供肥。3.3減少化肥和農(nóng)藥及有機肥紅壤酸化防治首先要加強對土壤酸化嚴重性的宣傳,增強環(huán)保意識,減少工業(yè)污染物的排放,保護農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。其次是減少化肥、特別是化學氮肥的過量施用,增施石灰和有機肥。化學氮肥的過量施用可導致土壤理化性質(zhì)變壞,而增施有機肥可以減慢土壤酸化的速度,施用石灰的最大的作用不僅在于中和土壤的酸性,還在于它能改善土壤的物理性狀,為植物提供了豐富的鈣、鎂等營養(yǎng)物質(zhì)。3.4改土和耕作,可以提高土壤肥力,改善土壤理化性狀,提高土壤肥力和土合理施肥是改善土壤養(yǎng)分貧瘠化,保證農(nóng)作物豐收的基本措施。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,應改變傳統(tǒng)施肥方式,調(diào)整施肥結構,提高肥料利用率,達到營養(yǎng)植物、改善土壤物理性質(zhì)和提高土壤肥力的目的。合理耕作改土,輪作倒茬,實行用地養(yǎng)地相結合,可增強土壤通透性,改善土壤養(yǎng)分貧瘠化。深耕可以增強微生物的活性,加速土壤有機質(zhì)的分解轉化和礦物質(zhì)養(yǎng)分的釋放,提高土壤有效養(yǎng)分含量。合理輪換種植不同作物,實行深耕和作物的換茬,豆科和糧食、經(jīng)濟等作物的輪作,能充分地利用土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)并提高土壤肥力。3.5水土流失坡位的恢復石漠化區(qū)域,自然土壤條件很差,植被難于恢復,需采取各種有效的水土保持措施,恢復退化土壤生長植物的功能。諸如:改變不合理的人為經(jīng)營管理方式,充分利用生態(tài)恢復重建措施,合理修建水平梯田,增施有機肥等。3.6土壤修復技術防治土壤污染必須以防為主,控制排污種類及排污總量,嚴格限制污染物質(zhì)進入土壤。對已污染的土壤,要采取一切有效措施加以改良,控制土壤中污染物的遷移和轉化,消除土壤污染物的殘留。土壤修復技術主要包括物理、化學和生物方法。物理修復與化學修復由于處理費用昂貴,易造成二次污染,不是一種理想的污染土壤修復方法。生物修復法包含微生物治理技術、動物治理技術、菌根技術等。與物理、化學方法相比,生物修復技術是利用特定的生物吸收、轉化、清